APPARATO CARDIO-CIRCOLATORIO
APPARATO CARDIO-CIRCOLATORIO
Possiamo paragonare il
sistema
cardiocircolatorio ad un
impianto idraulico
chiuso e continuo in cui
una pompa (il cuore)
imprime all’acqua (il
sangue) la forza
necessaria per circolare
nei tubi (i vasi sanguigni).
FUNZIONE
Trasporto verso i tessuti del corpo di tutte le sostanze necessarie alla
vita delle cellule e al funzionamento degli organi, come: Ossigeno,
Nutrienti, Ormoni, enzimi ecc
Rimozione dai tessuti di tutti i prodotti di scarto del metabolismo
cellulare, come: anidride carbonica, cataboliti, ecc. e il loro trasporto
verso gli organi deputati alla eliminazione.
Termoregolazione.
Protezione:
―
―
Emostasi. Riguarda la capacità delle piastrine di creare dei coaguli
impedendo le emorragie.
Difesa immunitaria: Riguarda la capacità dei globuli bianchi e degli
anticorpi di aggredire ed eliminare organismi o sostanze estranee.
Omeostasi. Riguarda il mantenimento e il ripristino dell’equilibrio
dell’ambiente interno del corpo
L’APPARATO CARDIO CIRCOLATORIO È FORMATO DA:
Sangue
Cuore
Vasi sanguini:
− Arterie
− Capillari
− vene
IL SANGUE 1
È un tessuto connettivo
liquido che, scorrendo
nei vasi sanguigni,
svolge la funzione di
trasporto.
È formato dal plasma (55%)
e dalla componente
corpuscolata: globuli
rossi (44%), globuli bianchi
e piastrine (1%)
IL SANGUE 2
IL PLASMA
Il plasma è un liquido di color giallo citrino, è
formato da:
acqua per la gran parte (91%)
proteine ematiche (7%) La proteina
maggiormente rappresentata (60% del totale)
è l'albumina, essa mantiene la pressione
osmotica costante, numerose le globuline
(35% del totale), di cui fanno parte, tra le
altre, le globuline β con funzioni di trasporto
ionico, di ormoni e di lipidi, e le
immunoglobuline o anticorpi, che
partecipano alla difesa immunitaria. Un'altra
nota proteina è il fibrinogeno (5% del totale),
la forma inattiva della fibrina, fondamentale
per la costituzione dei coaguli. Vi sono poi
altri fattori della coagulazione, la
protrombina, le proteine del sistema del
complemento
nutrienti (2%)
(glicidi, lipidi aminoacidi, vitamine), e
da sostanze inorganiche ioni magnesio, sodio, potassio,
cloruro, calcio, acido urico, urea, ammoniaca, ed altri
cataboliti.
IL SANGUE 3
L’EMATOPOIESI
L’ematopoiesi è la
produzione degli
elementi cellulari del
sangue (globuli rossi, globuli
bianchi, piastrine). Questo
processo si compie
grazie al midollo osseo
rosso, un particolare
tipo di tessuto
connettivo presente
all’interno delle cavità
ossee.
IL SANGUE 4
I GLOBULI ROSSI
Gli eritrociti sono gli elementi
anucleati più numerosi del sangue,
nell'uomo adulto raggiungono i 5
milioni, nella donna 4,5 milioni per
millimetro cubo. Hanno la forma di un
disco biconcavo.
Contengono al loro interno
l’emoglobina. L’emoglobina, nel
sangue arterioso, si lega all’Ossigeno
(ossiemoglobina) trasportandolo fino
ai tessuti e quindi alle cellule del
corpo; nel sangue venoso si lega
all’anidride carbonica
(carbossiemoglobina), formatasi a
seguito del metabolismo cellulare ,
depurando così i tessuti del corpo.
IL SANGUE 5
L’EMOGLOBINA
La molecola dell'emoglobina è
formata da quattro catene
proteiche, globulina, uguali a due
a due, a ciascuna delle quali è
legato un gruppo eme.Al centro
del gruppo eme è legato un
atomo di ferro.
In questa rappresentazione
schematica si notano i 4 gruppi
eme (nello schema per maggiore
evidenza ingranditi rispetto alle
proporzioni dell’intera molecola.
Ogni eme è a sua volta inserito in
una delle 4 catene globiniche.
I gruppi eme si legano o
all’ossigeno o all’anidride
carbonica, consentendone il
trasporto nell’organismo.
IL SANGUE 6
I GLOBULI BIANCHI
I leucociti (o globuli bianchi) sono cellule
contenenti un nucleo, più grandi ma meno
numerose dei globuli rossi, in condizioni
normali la loro concentrazione nel sangue è
di circa 7000/mm cubo; essi hanno inoltre il
compito di difendere l'organismo dagli
attacchi di agenti patogeni quali batteri o
virus
I leucociti si distinguono in base alla
presenza o assenza di granuli nel citoplasma
I granulociti si dividono in neutrofili (che hanno
affinità per i coloranti neutri), eosinofili (che
si colorano con quelli acidi) e basofili (affini a
coloranti basici).
I linfociti, che comprendono linfociti T, linfociti B e
cellule natural killer, partecipano alle difese
specifiche: dapprima riconoscono un agente
patogeno, poi lo attaccano in modo mirato.
La risposta mirata implica quasi sempre la
produzione di proteine circolanti nel sangue,
chiamate anticorpi.
I monociti sono i leucociti più grandi,
caratterizzati da un grosso nucleo a forma di
ferro di cavallo.
IL SANGUE 7
LE PIASTRINE
Le piastrine svolgono un ruolo
essenziale nella coagulazione del
sangue. Esse non sono vere cellule
ma frammenti derivati da grandi
cellule prodotte dal midollo osseo,
che prendono il nome di
megacariociti. Quando un vaso
sanguigno è danneggiato, vengono
richiamate nella zona interessata le
piastrine, che si aggregano aderendo
alla parete liberando una sostanza
che trasforma il fibrinogeno (proteina
plasmatica) in fibrina. Questa
sostanza, forma una rete di fibre in
cui si impigliano gli eritrociti formando
un grumo (il coagulo). La barriera del
sangue coagulato e delle piastrine
arresta la fuoriuscita del sangue. La
concentrazione delle piastrine nel
sangue è di circa 250'000/mm cubo.
IL CUORE 1
Il cuore è posto nel mediastino.
È un muscolo involontario, cavo, che con le sue
pulsazioni pompa il sangue che, così, circola
in tutto il corpo all’interno dei vasi sanguigni.
Il cuore è formato dal miocardio (tessuto
muscolare striato). Possiamo distinguere il
miocardio comune, la gran parte del cuore,
formato da cellule capaci di contrarsi ma non
di autoeccitarsi, dal miocardio specifico (1%
circa), formato da cellule in grado di
autoeccitarsi (vedi slide 17) . Queste cellule sono
raggruppate nel nodo seno-atriale, posto in
prossimità dello sbocco della vena cava
superiore, e in quello atrio-ventricolare, posto
alla base del setto interatriale.
Il cuore è rivestito all’esterno da una membrana
sierosa che prende il nome di pericardio. Le
cavità interne sono rivestite dall’endocardio.
IL CUORE 2
ANATOMIA
Il cuore è nettamente diviso, dal setto
interatriale e interventricolare, in due
metà, destra (dove arriva e parte sangue
non ossigenato, detto venoso) e sinistra
(dove arriva e parte sangue ossigenato,
detto arterioso).
Ognuna delle due metà è formata da un
atrio, superiormente, e da un ventricolo,
inferiormente. Tra atrio e ventricolo
destro è posta la valvola Tricuspide, tra
atrio e ventricolo sinistro la valvola
Bicuspide o Mitrale.
Negli atri sfociano le vene, Cave a destra e
Polmonari a sinistra.
Dai ventricoli si dipartono le arterie,
Polmonare a destra e Aorta a sinistra.
Anche tra il ventricolo e l’arteria
corrispondente si trovano delle valvole,
Polmonare a destra e Aortica a sinistra.
IL CUORE 3
Dal cuore prendono origine due diverse
circolazioni sanguigne. Esse sono chiuse,
simmetriche e continue, ma hanno funzioni
diverse,
―
La grande circolazione o circolazione
sistemica convoglia il sangue verso tutti i
tessuti corporei per ossigenarli, nutrirli,
difenderli, raccogliere le scorie ecc. che
vengono riportate verso il cuore; ha origine
nella metà sinistra del cuore, tramite
l’arteria aorta, si dirama in tutto il corpo e
ritorna alla metà destra del cuore tramite le
vene cave.
―
la piccola circolazione o circolazione
polmonare convoglia il sangue verso gli
alveoli polmonari, dove sarà ossigenato e
depurato dall’anidride carbonica; ha origine
nella metà destra del cuore, tramite l’arteria
polmonare, e ritorna alla metà sinistra,
tramite la vena polmonare.
IL CUORE 4
IL BATTITO CARDIACO
Il cuore esercita la propria funzione di
pompa tramite l’alternanza di una
fase di rilassamento del miocardio (la
diastole) in cui gli atri e i ventricoli si
riempiono di sangue e due fasi di
contrazione del miocardio (la sistole
atriale e successivamente quella
ventricolare) in cui il sangue
contenuto nel cuore viene spinto con
forza delle arterie.
Questo ciclo si ripete intorno alle 70
volte al minuto (frequenza cardiaca).
IL CUORE 5
CICLO MECCANICO
Nel corso della sistole atriale (0,1 secondi) gli atri
si contraggono e ciò spinge il sangue nei
ventricoli sottostanti.
La sistole ventricolare (0,3 secondi) succede
immediatamente alla cessazione di quella
atriale e comprende due fasi: nella prima si
ha un aumento della pressione sanguigna
internamente ai ventricoli; il contenuto di
sangue rimane invariato, ma l’aumentata
pressione determina la chiusura delle
valvole bicuspide e tricuspide; nella
seconda, la pressione del sangue nei
ventricoli supera quella presente nell'arteria
polmonare e nell'aorta, si determina,
pertanto, l’apertura delle valvole aortica e
polmonare e il passaggio del sangue dai
ventricoli alle arterie corrispondenti.
Nella diastole (0,4 secondi), fase di rilascio, le
cavità del cuore si allargano e il sangue
passa dalle vene cave inferiori e superiori e
dalle vene polmonari agli atri e in parte ai
ventricoli.
Il tessuto
miocardico specifico, è formato da
cellule muscolari striate che però differiscono
dalle comuni cellule muscolari perché instabili per
ciò che riguarda il mantenimento del potenziale di
membrana e quindi in grado di autoeccitarsi.
Non hanno cioè bisogno che un impulso nervoso
attivi la loro depolarizzazione, ma sono in grado,
autonomamente e ciclicamente, di invertire la loro
polarità da negativa a positiva generando un
potenziale d’azione, che mette in moto la
contrazione muscolare. Questa modificazione è
dovuta all’ingresso nella cellula di ioni Sodio (Na+)
e alla loro successiva uscita grazie a trasportatori,
presenti nella membrana della cellula, chiamati
“pompe al sodio”.
Le cellule del tessuto miocardio specifico sono
dette cellule pacemaker, in quanto danno l’avvio
al battito cardiaco.
IL CUORE 6
CICLO ELETTRICO – TESSUTO MIOCARDICO SPECIFICO
IL CUORE 7
CICLO ELETTRICO – I PACEMAKER NATURALI
Le cellule del miocardio specifico
si raggruppano nei due importanti
nodi: il nodo seno-atriale e il nodo
atrio-ventricolare.
Tuttavia, a causa di
caratteristiche fisiologiche
differenti, è comunemente il nodo
seno-atriale a generare la
contrazione. Queste
caratteristiche sono
essenzialmente derivanti dalla
maggiore velocità del primo nella
genesi degli impulsi per minuto, e
dal fatto che il nodo atrioventricolare, si trova sovente nel
suo periodo di refrattarietà.
IL CUORE 6
CICLO ELETTRICO
La propagazione dell’eccitamento dal nodo
seno-atriale a tutto il cuore avviene per
tappe successive.
―
Dapprima si diffonde al miocardio
comune degli atri per contatto da
cellula a cellula e arriva al nodo atrioventricolare.
―
Dal nodo ventricolare si propaga lungo il
fascio di Hiss e alle due branche, dx e
sx, senza coinvolgere ancora la
muscolatura dei ventricoli (sistole
atriale).
―
Quando l’eccitazione arriva alla rete del
Purkinje comincia a diffondersi al
miocardio comune dei ventricoli a
partire dalla parte bassa di essi (sistole
ventricolare).
La fase di ripolarizzazione del miocardio
corrisponde alla diastole.
Poiché l’eccitazione di una cellula è un
evento elettrico è possibile registrarne
l’andamento utilizzando degli elettrodi
opportunamente collocati. Tale
metodica prende il nome di
elettrocardiogramma.
IL CUORE 7
I TONI CARDIACI
I toni cardiaci sono prodotti durante il
"battito cardiaco", rappresentano
l'aspetto sonoro della cinetica
cardiaca.
Tali toni vengono prodotti dalle valvole
cardiache, al loro chiudersi, o dal
flusso sanguigno che passa
attraverso esse.
Il primo tono è causato dalla chiusura
quasi contemporanea delle valvole
tricuspide e mitralica, all'inizio della
sistole ventricolare.
Il secondo tono è generato dalla chiusura
delle valvole polmonare e aortica.
Altri due toni, quindi impercettibili all'orecchio
umano, sono
Il terzo tono è causato dal brusco riempimento
del ventricolo. È udibile tipicamente nei bambini
e i soggetti con alta gittata cardiaca. Il quarto
tono precede di circa 100ms il primo, ed è
invece generato dalla sistole atriale o pre-sistole.
IL CUORE 8
PARAMETRI CARDIACI
Frequenza
70-75
•F = numero di battiti al minuto
Volume Sistolico
70ml
• VS = quantitativo di sangue
immesso in circolo ad ogni sistole
Gittata Cardiaca
F X VS = 70 X 70 =
Circa 5 litri
• GC = quantitativo di sangue
immesso in circolo in un minuto.
I VASI SANGUIGNI
1
I vasi sanguigni formano un sistema chiuso
di tubi, essi distribuiscono il sangue in
tutti i tessuti del corpo e lo riportano al
cuore,
I vasi sanguigni sono:
Arterie, dove il sangue va in direzione
centrifuga dal cuore.
Capillari, dove avvengono gli scambi sia
gassosi (O2 e CO2) sia delle sostanze
nutritizie tra il sangue e i tessuti
circostanti.
Vene, dove il sangue va in direzione
centripeta verso il cuore.
Arterie, capillari e vene si riuniscono a
formare la grande circolazione o
circolazione sistemica che prende
origine dalla metà sinistra del cuore e
arriva alla metà destra, e la piccola
circolazione o circolazione polmonare
che prende origine dalla metà destra
del cuore e arriva alla metà sinistra .
I VASI SANGUIGNI2
LE ARTERIE
Le arterie partono dal cuore e si dirigono a tutto
il corpo. Possiedono pareti robuste ed elastiche
formate da tre strati concentrici: un epitelio
monostratificato chiamato endotelio, che riveste
il lume interno, uno strato di tessuto muscolare
liscio e uno strato di connettivo nel quale
abbondano le fibre di collagene e di elastina. La
componente elastica è importante perché
consente alle arterie di resistere alle alte
pressioni del sangue che scorre rapidamente
dal cuore. La componente muscolare è
importante soprattutto nelle arteriole
permettendo a questi vasi di restringersi
(vasocostrizione) o dilatarsi (vasodilatazione)
variando così la quantità di sangue che fluisce
al loro interno e la distribuzione del sangue ai
differenti tessuti del corpo. Man mano che si
allontanano dal cuore le arterie si diramano, per
raggiungere tutti i distretti del corpo e il loro
diametro diminuisce. Possiamo, pertanto
distinguere grandi arterie, grandi arterie, medie
arterie, piccole arterie e arteriole.
I VASI SANGUIGNI 3
I CAPILLARI
Sono vasi di dimensioni piccolissime.
Le pareti sono formate da un unico strato
di cellule endoteliali che consente la
diffusione di varie sostanze dal lume del
capillare al liquido intercellulare.
Di conseguenza il sangue che entra in un
capillare modifica gradualmente la propria
composizione. Possiamo così dividere il
capillare in una prima metà, detta
capillare arterioso, e in una seconda metà,
detta capillare venoso.
Nella circolazione sistemica, per esempio,
il sangue entra a una estremità del
capillare ricco di ossigeno e privo di
anidride carbonica ed esce all’estremità
opposta, privo di ossigeno e ricco di
anidride carbonica. La situazione opposta
si verifica nei capillari della circolazione
polmonare.
Gli scambi gassosi sono determinati dalla
diversa pressione parziale dell’O2 e della
CO2, nel sangue e nell’aria contenuta negli
alveoli polmonari. I gas infatti diffondono
attraverso una parete permeabile,
l’endotelio capillare e quello alveolare, da
dove hanno una maggiore pressione
parziale a dove questa è inferiore.
Oltre a questi scambi gassosi nella circolazione
sistemica si verifica anche la diffusione, in uscita e
in entrata dal lume del capillare, dei vari elementi
necessari alla vita e al funzionamento delle cellule e
le scorie prodotte dal metabolismo cellulare.
In questo caso nella prima parte del capillare la
pressione idrostatica del sangue è maggiore della
pressione oncotica, dovuta alle proteine presenti nel
sangue, e i liquidi vengono filtrati verso l’esterno.
Nella seconda parte i valori si invertono e i liquidi
rientrano nel capillare.
I VASI SANGUIGNI 4
LE VENE
Le vene hanno una struttura molto simile a quella delle
arterie. La grande differenza è che le vene possiedono delle
valvole dette "a nido di rondine" che impediscono al
sangue di rifluire. Le vene possono avere la medesima
distribuzione delle arterie, decorrendo parallelamente a
queste, come negli arti, oppure avere un'arborizzazione
propria e differente, come nel fegato e nel cervello.
A seconda del calibro si distinguono venule, piccole vene,
medie vene e grandi vene.
La circolazione venosa ha una pressione molto più bassa di
quella arteriosa ed è insufficiente a spingere il sangue
verso il cuore. Inoltre, il flusso sanguigno attraverso le vene
che si trovano sotto il livello del cuore avviene contro gravità
. Per agevolare il ritorno venoso intervengono, quindi, altre
forze.
La forza più importante che spinge il sangue dalla periferia
al cuore è la compressione delle vene dovuta alle
contrazioni dei muscoli scheletrici che le circondano.
Quando i muscoli si contraggono, i vasi vengono compressi
e il sangue è spinto attraverso di essi. Per impedire che la
contrazione muscolare spinga il sangue nella direzione
sbagliata, intervengono le valvole a nido di rondine,
costituite da lembi di tessuto che dalle pareti sporgono
all’interno del vaso. Le valvole si aprono a senso unico e
impediscono il reflusso del sangue.
Altre forze che intervengono ad agevolare il ritorno venoso
sono: la pompa respiratoria nel tronco, e la pompa
cardiaca.
I VASI SANGUIGNI 5
LA VENA PORTA
Le vene che raccolgono il sangue
refluo dal tubo digerente (nella sua
porzione sottodiaframmatica), dalla
milza dalla cistifellea, e dal pancreas,
confluiscono in un tronco venoso
comune, la vena porta, che penetra
nell'ilo del fegato e attraversa
quest'ultimo, prima di versare nella
vena cava inferiore tramite le vene
epatiche.
La vena porta ha il compito quindi di
convogliare al fegato il sangue
proveniente dalla digestione
intestinale e dalla milza, costituendo
un sistema detto appunto sistema
della vena porta o sistema portale,
collegato al circolo sistemico
attraverso diverse vie anastomotiche.
LA CIRCOLAZIONE DEL SANGUE 1
LA CIRCOLAZIONE SISTEMICA
Si intende per circolazione sistemica o grande circolazione
quella parte dell'apparato circolatorio che ha il compito
di inviare il sangue (già ossigenato per mezzo della
piccola circolazione e ricco di sostanze nutritizie
raccolte dalla pareti intestinali) a tutti i tessuti. Nella
grande circolazione il sangue è di tipo arterioso nelle
arterie e di tipo venoso nelle vene.
Inizia dalla metà sinistra del cuore tramite l’arteria aorta
che dopo aver fatto un arco, lasciando i rami arteriosi
che irroreranno il cuore stesso (coronarie) e la parte
alta del corpo, ridiscende prendendo il nome di aorta
toracica e aorta addominale. Quest’ultima si dirama
nelle due arterie iliache che daranno origine nel loro
percorso alle arterie degli arti inferiori. Le arterie vanno
man mano diminuendo di calibro fino ad arrivare alle
arteriole e quindi ai capillari dove avvengono gli scambi
gassosi e metabolici. I capillari sistemici si raccolgono
nelle venule e queste, via via, in vene di calibro sempre
maggiore che decorrono in genere parallelamente alle
arterie, ma in posizione più superficiale. Le vene, infine
si raccolgono nelle vene cave superiore ed inferiore che
sfociano nell’atrio destro.
LA CIRCOLAZIONE DEL SANGUE 2
LA CIRCOLAZIONE POLMONARE
La piccola circolazione o circolazione
polmonare inizia dall’atrio destro, dove,
tramite le vene cave è arrivato il sangue
venoso proveniente dalla grande
circolazione.
Il sangue venoso viene spinto nel ventricolo
destro e di qui nell'arteria polmonare
che lo porta nei polmoni. Anch'essa,
come le arterie del circolo sistemico, si
divide in arterie sempre più piccole e
sottili che arrivano infine agli alveoli
polmonari dove cedono anidride
carbonica e ricevono l’ossigeno
introdotto con la respirazione; il sangue
nei capillari polmonari diventa, quindi,
di tipo arterioso
Dai capillari polmonari ha origine il
sistema venoso del piccolo circolo che
riporterà il sangue, tramite la vena
polmonare, all’atrio sinistro. Da cui
inizia la grande circolazione.
LA CIRCOLAZIONE DEL SANGUE 3
LA PRESSIONE SANGUIGNA
La pressione arteriosa esprime
l'intensità della forza con cui il sangue
(contenuto) spinge sulle pareti arteriose
(contenente), divisa per l'area della
parete. Tale pressione è il risultato dei
seguenti fattori:
―
forza di contrazione del cuore
―
gittata sistolica
―
frequenza cardiaca
―
resistenze periferiche, ovvero la
resistenza opposta alla progressione
del sangue dallo stato di costrizione
delle piccole arterie
―
elasticità dell'aorta e delle grandi
arterie.
La pressione arteriosa varia in base al
ciclo cardiaco, si distingue in:
―
pressione sistolica (o "massima"),
circa 125 mmHg, durante la sistole
ventricolare
―
pressione diastolica (o "minima"),
circa 75 mmHg, durante la diastole.
La piccola circolazione offre resistenze
emodinamiche molto minori rispetto a quelle della
circolazione sistemica; questo è il motivo per cui,
nonostante la portata dell'aorta sia uguale a
quella delle arterie polmonari il cuore destro è più
debole e ha pareti più sottili.
La pressione sanguigna nel circolo polmonare è
molto più bassa di quella sistemica, e nei capillari
non supera mai la pressione oncotica, impedendo
che i liquidi siano filtrati negli alveoli.
